随着铝合金材料应用越来越广泛,铝合金厚板常规轧制工艺已经无法满足用户对铝合金宽厚板日益增长的规格及性能需求。虽然角轧工艺能够在很大范围内调节轧件的宽度,但其相关研究较少。本文通过有限元数值模拟和实验研究,研究了角轧过程中金属流动、不同厚度处延伸差、宽展、平面形状及厚度分布等,提出了角轧过程宽展、平面形状及厚度分布预测模型。同时研究发现宽幅铝合金厚板轧制过程中金属在厚度方向的变形不均匀,心部金属变形不充分,会严重影响产品性能。而蛇形轧制可以改变金属变形在厚度方向的分布。因此采用有限元数值模拟方法对蛇形轧制进行研究,得到了不同异速比和轧辊偏移量对轧件等效塑性应变、曲率、辊系受力等的影响规律。本文取得了如下创新性成果:（1）基于数值仿真,揭示了宽幅铝合金厚板两道次角轧过程金属变形分布及流动规律,并发现角轧对于缓解鳄鱼嘴缺陷的积极作用。通过建立铝合金厚板角轧过程三维有限元模型,分析了角轧过程中轧件运动情况和轧件不同位置等效塑性应变沿厚度方向的分布,并统计多种轧制条件下金属流动数据,得到了轧件内金属变形情况随轧件旋转角度及轧制顺序的变化规律。通过设计实验,验证了仿真结果及角轧对于减少铝合金厚板轧制过程中产生的鳄鱼嘴缺陷的积极作用。（2）建立了角轧后轧件宽度及平面形状在线预测模型。根据角轧过程在轧件长度和宽度方向金属流动随轧件旋转角度的变化规律及金属体积不变定律,建立了角轧后轧件宽展预测模型。由于角轧过程变形区内轧件的分布具有不对称性,因此提出了一种基于分段计算轧件变形并最终得到轧件平面形状的方法。首先通过大量仿真不同宽度轧件的纵轧过程,得到轧件宽展随入口宽度的变化规律。其次根据轧件尺寸及旋转角度,将轧件分段并计算各分段尺寸,根据各分段宽度计算其宽展,最终计算轧件各分段端部坐标后,可得到角轧后轧件平面形状。（3）基于影响函数法和三维差分法,建立了角轧连续轧制过程轧件横断面轮廓预测模型。考虑到粗轧过程测厚手段的缺失,为精确预测角轧后轧件厚度分布,提出了一种可计算连续轧制过程轧件断面轮廓的数学模型。该模型将轧制过程在时间维度进行离散化,基于轧件宽展随宽度的变化关系计算各时刻变形区内轧件的分布,考虑轧制力沿接触弧分布并利用全辊系影响函数法与金属三维变形模型的迭代,计算其辊系变形并通过轧件在变形区的分布得到轧件断面轮廓,经过坐标变换与二维插值即可得到角轧后轧件横断面轮廓。将本文提出的宽展计算模型、轧制力预测模型应用于某铝合金热轧厂粗轧生产线后,解决了角轧过程轧制力计算及轧后轧件宽展预测问题,提高了轧制规程设定精度,满足了铝合金宽厚板轧制规程灵活设定的需求。